CN108518363A - 一种超临界水降噪减震装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超临界水降噪减震装置，该装置包括底座和固定于底座上的外罩，其中，底座包括减震元件和缓冲元件，外罩包括隔声层、阻尼层、吸声层和护面层，本装置通过对底座和外罩的结构和材料的高阻尼特性的设计，降低设备运行时的声音及震动，同时保证设备运行的安全稳定，延缓设备的使用寿命，提高工作人员的工作效率。本装置结构简单、成本较低，实施简单且方便移动，能够起到良好的降噪减震效果，同时对其维护简单，方便使用。

Description

一种超临界水降噪减震装置

技术领域

本发明属于包括核能在内的能源领域及机械设备领域，涉及气泵、水泵、发电机等震动噪声大的设备的降噪减震，具体涉及超临界水装置中高压水泵设备的降噪减震装置。

背景技术

噪声是日常工作和生活中极其常见的现象，而噪声一般来源于振动，因此振动和噪声在引发原因和寻找消除或减轻途径时往往密切相关，难以截然分开，如何有效地减轻震动、降低噪音一直是各设备装置中亟待解决的问题。

在能源领域中，例如在火力发电厂中，汽轮发电机组、锅炉给水泵机组及拖动小汽机、风机、其他水泵、磨煤机等设备，在运行时，易产生巨大的噪声及震动；又如作为国家战略选择的核电，核电厂有着众多复杂的设备，如核反应堆一回路中主要的有反应堆压力容器、蒸汽发生器一次侧、主冷却剂泵、稳压器等，且在现如今不断追求高参数、高效率的大趋势下，超临界水及超超临界水在包括核电及锅炉等能源机械设备中的使用，对于各设备的噪声、震动、密封有着更高要求，必须保证超临界水及超超临界水在装置中安全稳定地运行。

超临界水装置中应用的一种设备-高压水泵，因其具有压力高，体积小，效率高等特点，常用于增压、抽水等方面，但在实际使用时，高压水泵在运行过程中易产生较大震动与噪音，影响设备运行安全稳定性和工作质量，振动加剧磨损影响设备的使用寿命，同时造成的噪声污染恶化劳动条件，降低工作人员工作效率，危害人身健康。

而现有的高压水泵都是一体成型，且仅采用一个稳定支架，一旦发生损坏维修十分困难，对于其噪声与震动的问题往往忽略不计，难以起到减震效果。

而在机械设备领域当中，往往采用对设备择优选址的方法来达到降噪减震效果，例如空调机房、水泵房一般布置于远离住宅或办公室，设置于地下等地方，同时为保证较好的效果，还对房间的墙壁、地面、天花板布置有各种吸声层、隔声层。采用这种方法固然能达到不错的降噪减震效果，但是该种降噪减震的形式过于复杂且成本较高，一旦设置成型，设备基本无法移动。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种超临界水降噪减震装置，该装置包括底座和固定于底座上的外罩，其中，底座包括减震元件和缓冲元件，外罩包括隔声层、阻尼层、吸声层和护面层，本装置通过对底座和外罩的结构和材料的高阻尼特性的设计，降低设备运行时的声音及震动，同时保证设备运行的安全稳定，延缓设备的使用寿命，提高工作人员的工作效率。本装置结构简单、成本较低，实施简单且方便移动，能够起到良好的降噪减震效果，同时对其维护简单，方便使用，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供：

一种超临界水降噪减震装置，其中，该降噪减震装置包括底座以及固定于底座上的外罩。

其中，外罩通过连接件固定在底座上，优选通过螺栓固定在底座上，

外罩由多层材料构成，

外罩由内到外包括护面层、吸声层、阻尼层和隔声层，优选地，护面层为穿孔钢板护面层，吸声层为超细棉毡吸声层，阻尼层为镁铝合金阻尼层，隔声层为钢板隔声层，更优选在隔声层4的外表面涂覆阻尼材料，例如沥青阻尼漆。

其中，外罩包括上部和下部，优选上部和下部固连，

底座和外罩之间需设有降噪减震材料，优选为第一减震垫，更优选为橡胶防滑垫。

其中，底座包括减震阻尼器，优选所述减震阻尼器包括减震元件和缓冲元件，

减震元件包括上板和下板，优选上板和下板平行放置，更优选上板与外罩固连，

缓冲元件置于上板和下板之间，优选缓冲元件设置多组，更优选对称分布于上板和下板之间。

其中，外罩的下部和/或第一减震垫可以与上板紧固连接，优选通过第二螺栓依次穿过外罩的下部和第一减震垫，第二螺栓还可以对水泵进行固定，更优选第二螺栓将水泵、外罩的下部和/或第一减震垫固定在上板上，并紧固连接。

其中，上板和下板之间设有拉杆，

优选地，拉杆分别上板和下板固连，其中，拉杆通过第一螺栓与下板连接

更优选地，拉杆轴向的长度小于非工作状态时上板和下板之间的距离。

其中，缓冲元件为弹性件，优选为弹簧，更优选为多重组合弹簧。

其中，弹簧设有四个，优选其对称布置在上板和下板之间。

其中，所述底座底部设有第二减震垫，优选为橡胶防滑垫，更优选将其设于下板下面。

一种安装超临界水降噪减震装置的方法，其中，

在下板上安装将缓冲元件，并安装第一螺栓；

通过拉杆，将上板与第一螺栓连接，并使上板与缓冲元件连接；

任选在上板放置第一减震垫和/或外罩的下部，通过第二螺栓，将水泵、外罩的下部和/或第一减震垫安装在底座上；

盖上外罩，并使其固定于底座上。

本发明所具有的有益效果为：

(1)本发明提供的超临界水降噪减震装置采用外罩和底座结合使用，并使用具有高阻尼特性的材料，达到良好的减震效果，并且该装置的维护简单，方便使用；

(2)本发明所提供的装置结构简单，成本较低，实施过程简单且方便移动；

(3)采用本发明所提供的超临界水降噪减震装置，当泵体震动时，该装置能够保证泵体只作竖向振动，不会引进其他形式的振动，保证设备安全稳定地运行；

(4)采用本发明的装置可以解决设备的震动及噪声问题，能够有效提高工作人员的工作效率，以及延缓设备使用寿命。

附图说明

图1示出超临界水实验高压水泵应用系统示意图；

图2示出本发明一种优选的超临界水降噪减震装置示意图。

附图标号说明：

1-蓄水池

101-排水口

102-注水口

2-水泵

3-沥青阻尼漆

4-隔声层

5-阻尼层

6-吸声层

7-护面层

8-第一减震垫

9-拉杆

10-第一螺栓

11-第二减震垫

12-下板

13-缓冲元件

14-上板

15-底座

16-第二螺栓

17-外罩

具体实施方式

下面通过附图和优选实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

为了使本发明的使用方式和效果更加清晰，下面以超临界水实验系统的设备-水泵为例，结合附图说明具体实施方式。

在超临界水实验系统中，对于各设备的噪声、震动及密封有着更高的要求，为保证超临界水实验系统安全稳定的运行，提高设备的工作质量和效率，并且降低噪声污染，需要对设备进行降噪减震处理，本发明以其中的水泵为例对本发明所提供的降噪减震装置进行说明。

一般而言，超临界水实验系统包括蓄水池1和水泵2，水从注水口102进入蓄水池1中，通过排水口101排出系统，水泵2为系统运行过程中输送水并给水增压，如图1所示。

为此，本发明的一个方面在于提供一种对水泵2进行降噪减震的装置。

根据本发明，该降噪减震装置包括底座15以及固定于底座15上外罩17，如图2所示。

根据本发明，外罩17安装固定在底座15上，优选地，该外罩17可通过连接件固定在底座15上。

在本发明优选的实施方式中，外罩17可通过螺栓固定在底座15上，从而实现外罩17和底座15的相对固定。

在本发明中，为达到对水泵2降噪减震的目的，需要将水泵2置于降噪减震装置内。

根据本发明，水泵2置于外罩17内，从而实现水泵2与外界的隔离，达到降低噪音的作用。

根据本发明优选的实施方式，为进一步实现对水泵2的降噪，外罩17需具有更好的降噪减震的作用，将外罩17设为隔音罩。

在本发明中，外罩17可由多层材料构成。

根据本发明再进一步优选的实施方式，外罩17由内到外包括护面层7、吸声层6、阻尼层5和隔声层4。

在本发明中，当水泵2工作时，泵体及相关部件会产生较大的震动和噪音，并通过空气传播，到达外罩17，从而通过外罩17实现对震动和噪音减弱的目的。

根据本发明，外罩17的最内层-护面层7的作用一方面要能够有效保护外罩17及泵体2不受外界损害，另一方面要具有一定的硬度，保护内部结构，保证设备的安全运行。优选地，护面层7为穿孔钢板护面层。

本发明中，泵体发出的声音及震动透过护面层7后到达吸声层6，吸声层6需能够吸收大部分噪音。优选地，吸声层6为超细棉毡吸声层，充分利用超细棉毡的吸声特性，达到良好的吸声效果。

本发明中，泵体发出的声音及震动透过吸声层6后到达阻尼层5，阻尼层5能够吸收大部分震动，达到良好的减震效果。优选地，阻尼层5为镁铝合金阻尼层，镁铝合金具有更高的内耗系数，具有高阻尼特性，能够起到降噪减震作用。

在本发明中，声音及震动透过阻尼层5后达到外罩的最外层-隔声层4时，隔声层4利用其隔声性能达到最后的隔声效果，优选的，隔声层4为钢板隔声层。

根据本发明，由于轻质板材具有较高的固有频率，声音传播时容易造成吻合效应，导致隔声量降低，为防止其降低隔声罩的隔声性能，在隔声层4的外表面涂覆阻尼材料3，例如沥青阻尼漆。

根据本发明优选的实施方式，为达到更好的降噪减震的效果，及基于外罩17结构设计的均一性，外罩17的各层材料的厚度是均匀的。

在本发明中，水泵发出的声音及震动通过护面层7、吸声层6、阻尼层5和涂有阻尼材料3的隔声层4后，声音及震动得到很大程度的减弱，对设备的运行稳定性影响小，同时对工作人员的噪音影响得到很大程度的降低。

在本发明中，为避免外罩17各层之间的缝隙传声，进一步达到更好的隔声效果，各接触面之间需无缝接触。根据本发明优选的实施方式，各接触面之间采用先密封再固连的方式进行紧密接触。

根据本发明进一步优选的实施方式，各接触面相互连接处采用具有粘合作用的材料进行密封后紧固连接。根据本发明更进一步优选的实施方式，各接触面之间采用单面带胶的材料，如福乐斯、橡胶等柔性材料，密封后进行螺栓连接，连接螺杆采用预埋的形式，且不露头，实现良好的密封效果。

根据本发明，为密封水泵2并达到降噪减震的目的，除必须的进出水口和进出气口外，外罩17需为封闭结构。

根据本发明优选的实施方式，为方便对设备的安装、拆卸和维护，外罩17可由两部分组成，包括上部和下部，其中，上部和下部固连，固连方式例如可以为螺栓连接或其它连接方式。

根据本发明进一步优选的实施方式，为减小空间及成本，外罩17上部可为半球形结构，外罩17下部与上部可紧密连接成封闭的半球形结构。

在本发明中，外罩17安装在底座上，水泵2置于外罩17内，同时水泵2也在底座15上，水泵2发出的震动和噪音向底座15传播，为进一步降低震动和噪音，底座15和外罩17之间需设有降噪减震材料。

根据本发明一种优选的实施方式，在底座15和外罩17之间设有第一减震垫8。

根据本发明进一步优选的实施方式，第一减震垫8为橡胶防滑垫，橡胶防滑垫具有减震防滑的作用，目的是进一步降低震动并保证外罩17和底座15之间紧固连接，保证运行中装置和设备的稳定性。

在本发明中，水泵2产生的震动到达底座15后需要对其进行减震以保证装置和设备的稳定性，优选地，底座15包括减震阻尼器，减震阻尼器包括减震元件和缓冲元件13。

根据本发明，减震元件包括上板14和下板12，上板14和下板12平行放置，缓冲元件13置于上板14和下板12之间，起到支撑上板14的作用，其中，上板14与外罩17固连，为达到减震效果，所用上板14和下板12具有高阻尼特性。

根据本发明优选的实施方式，上板14和下板12所用材料包括镁铝合金，更优选地，上板14为上镁铝合金板，下板12为下镁铝合金板，与其他材料相比，镁铝合金具有更高的内耗系数，用镁铝合金制作底座可以进一步消除自上而下传递的震动，提高设备的稳定性。

在本发明中，为达到减震效果，上板14和下板12之间设有缓冲元件13，为保证上板14和下板12的平衡稳定，缓冲元件13需采用多组，且对称分布于上板14和下板12之间，并上板14和下板12固连。

在本发明中，当震动及噪音传递至底座15的上板14时，利用其高阻尼特性能够进一步消除其震动和噪音。

根据本发明，需要将水泵2置于装置内，一方面，需要将其固定，另一方面需要尽可能达到降噪减震的效果。

为此，根据本发明，通过将水泵2安装在上板14上，实现对其固定的目的。优选地，利用连接件将水泵2固定安装在上板14上。

根据本发明优选的实施方式，所述连接件可以是螺栓，例如图2所示的第二螺栓16。

本发明人发现，采用螺栓对水泵进行固定时，还可以对外罩17下部和/或第一减震垫8进行固定，例如，第二螺栓16依次穿过外罩17下部和第一减震垫8，并与上板14紧固连接，从而将水泵2固定在装置内。由于外罩下部和第一减震垫8的存在以及其缓冲作用，有效吸收了水泵2震动，从而降低了震动本身产生噪音以及伴生的其他部件独立或相互作用带来的噪音，从而水泵2能够最大限度地达到降噪减震的效果。

为保证设备运行过程中，设备及装置的稳定性，防止震动对设备及装置造成损伤，影响设备及装置的使用寿命，优选的，将水泵传递到底座15后的震动仅保留竖向震动。

根据本发明优选的实施方式，上板14和下板12之间设有拉杆9，优选的，拉杆9分别与上板14和下板12连接。

优选地，拉杆9轴向的长度小于非工作状态时上板14和下板12之间的距离，从而保证震动时上板14具有一定的缓冲距离。

根据本发明优选的实施方式，拉杆9通过焊接的方式与上板14固连，拉杆9通过第一螺栓10与下板12连接，优选的，拉杆9内设有滑道，第一螺栓10可伸入滑道内。

一种优选的实施方式，拉杆9的滑道的孔径大于第一螺栓10螺杆和/或螺帽的直径，从而当设备振动时，第一螺栓10可在拉杆9的滑道内滑动，且当震动发生时，第一螺栓10不会达到滑道底部，滑道内部的空气受到压缩吸收部分振动的动能，从而达到一定的减震效果，因此拉杆9也进一步消除透过上板14传递来的震动和噪音，保证设备的竖向振动。

为进一步保证震动时，设备和装置的平衡稳定，保证只有竖向振动，保证上板和下板的连接稳定，减低震动和噪音，拉杆9、第一螺栓10可成组配套使用，使用时可在上板14和下板12之间布置多组，优选对称布置。

当震动和噪音通过上板14到达缓冲元件13后，缓冲元件13可进一步降噪减震，缓冲元件需具有阻尼特性。

根据本发明优选的实施方式，缓冲元件13为弹性件，优选为弹簧。

根据本发明进一步优选的实施方式，缓冲元件13采用多重组合弹簧，弹簧等距离分布在上板14和下板12之间，用于减震和支撑，保证底座15的平衡稳定，当震动发生时，震动传递至各个弹簧，其高阻尼特性能够吸收大部分震动。

本发明人发现，设备的缓冲元件对设备实现支撑作用和震动隔离作用，当干扰力大小位置不变，缓冲元件各顶点与设备的质心几乎在同一平面，但如果布置不当，容易引起耦合振动。

当四个缓冲元件，在本发明中优选为四个弹簧，沿纵向布置不对称时，设备在竖向作上、下振动的同时，还伴随作沿质心横轴的俯仰振动，这对设备的正常运转不利，也使弹性支承装置的设计和使用带来很多的困难；

当缓冲元件对称分布在设备的四个角处，质心处于受到竖向干扰力作用时，设备只作竖向方向振动，消除了横向振动，并不会引进其他型式的振动，同时缓冲元件也能够在一定程度上减小设备造成的纵向振动，另外，上板和下板之间的拉杆也保证设备只在竖向方向振动，起到协同作用，从而保证了设备安全稳定的运行，达到良好的降噪减震的效果。

根据本发明更进一步优选的实施方式，采用四个弹簧对称布置在上板14和下板12之间，同时与上板14和下板12固连。

在本发明中，为保证整个降噪减震装置的稳定性，底座15底部设有第二减震垫11，优选的，第二减震垫11设于下板12下面。

根据本发明优选的实施方式，减震垫与下板紧密接触，例如可以通过连接件连接，更优选地，可通过螺栓连接，从而保证设备运行时在水平面的稳定。

根据本发明优选的实施方式，第二减震垫11为橡胶防滑垫。

根据本发明，当震动及噪音通过缓冲元件13传递至下板12时，下板12和第二减震垫11对震动噪音做最后一步消除。

根据本发明，底座15充分吸收及消除了自上而下传递的噪音及震动，达到明显的降噪减震效果，同时解决了机械设备重心不均的减震难点。

在本发明中，水泵2的进出水口及进出气口穿过外罩17与外部进行连接，外罩17上的开口面积应尽可能小以满足降噪要求，同时在开口处设有消音孔，内设置有多个波形板以达到降噪效果。

根据本发明优选的实施方式，对于水泵需与管道连接的开口处，开口大小需与其管道大小吻合，尽可能减小缝隙；对于空气流通的开口处，在其开口大小满足使用需求及降噪要求的同时，其外连接有小孔消声器，小孔消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备，在内部作声学处理后，可以大大降低噪音的产生和传播，且不影响气流通过。

根据本发明另一方面，还提供上述降噪减震装置的安装方法，包括以下步骤：

在下板12上安装将缓冲元件13，并安装第一螺栓10；

通过拉杆9，将上板14与第一螺栓10连接，并使上板14与缓冲元件13连接；

任选在上板14放置第一减震垫8和/或外罩17的下部，通过第二螺栓16，将水泵2、外罩下部和/或第一减震垫8安装在底座15上；

盖上外罩17，并使其固定于底座15上。

本发明提供的降噪减震装置结构简单、成本低，设备与降噪减震装置非一体设计，该装置也可应用于其他设备，使用时，设备置于装置内，实施简单并且方便移动，不需择优选址，也不需对外界大环境如房间的墙壁、地面、天花板等特殊布置。

本发明应用于包括核能在内的能源领域及机械设备领域，适用于气泵、水泵、发电机等噪声较大的设备的降噪减震。

实施例1

按照本发明提供的方法安装所述降噪减震装置，并将超临界水装置中采用的高压水泵2(由伽利略/Galileo品牌公司制造的高压液压齿轮水泵，型号为KCB633，流量为633L/min，电机功率为22-4kw)安装于其中，连通超临界水循环系统并开启水泵2，按照本发明以上描述的方式进行测定，记录其噪音，为50分贝。

对比例1

如实施例1安装降噪减震装置，区别在于不安放外罩17外部，连通超临界水循环系统后开启安装于其中的水泵2，进行测定，并记录其噪音，为100分贝。

对比例2

如实施例1安装降噪减震装置，区别在于不安放外罩弹簧不对称设置，连通超临界水循环系统后开启安装于其中的水泵2，进行测定，并记录其噪音，为80分贝。

对比例3

将以上采用的水泵2不按照本发明方式进行安装，直接将其安放在稳定支架上，连通超临界水循环系统并开启水泵2，进行测定，并记录其噪音，为200分贝。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上结合优选实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制。在不超出本发明精神和保护范围的情况下，可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超临界水降噪减震装置，其特征在于，该降噪减震装置包括底座(15)以及固定于底座(15)上的外罩(17)。

2.根据权利要求1所述的降噪减震装置，其特征在于，

所述外罩(17)通过连接件固定在底座(15)上，优选通过螺栓固定在底座(15)上，

外罩(17)由多层材料构成，

外罩(17)由内到外包括护面层(7)、吸声层(6)、阻尼层(5)和隔声层(4)，优选地，护面层(7)为穿孔钢板护面层，吸声层(6)为超细棉毡吸声层，阻尼层(5)为镁铝合金阻尼层，隔声层(4)为钢板隔声层，更优选在隔声层4的外表面涂覆阻尼材料(3)，例如沥青阻尼漆。

3.根据权利要求1或2所述的降噪减震装置，其特征在于，所述外罩(17)包括上部和下部，优选上部和下部固连，

底座(15)和外罩(17)之间需设有降噪减震材料，优选为第一减震垫(8)，更优选为橡胶防滑垫。

4.根据权利要求1至3之一所述的降噪减震装置，其特征在于，

所述底座(15)包括减震阻尼器，优选所述减震阻尼器包括减震元件和缓冲元件(13)，

减震元件包括上板(14)和下板(12)，优选上板(14)和下板(12)平行放置，更优选上板(14)与外罩(17)固连，

缓冲元件(13)置于上板(14)和下板(12)之间，优选缓冲元件(13)设置多组，更优选对称分布于上板(14)和下板(12)之间。

5.根据权利要求1至4之一所述的降噪减震装置，其特征在于，外罩(17)的下部和/或第一减震垫(8)可以与上板(14)紧固连接，优选通过第二螺栓(16)依次穿过外罩(17)的下部和第一减震垫(8)，所述第二螺栓(16)还可以对水泵(2)进行固定，更优选第二螺栓(16)将水泵(2)、外罩(17)的下部和/或第一减震垫(8)固定在上板(14)上，并紧固连接。

6.根据权利要求4或5所述的降噪减震装置，其特征在于，

所述上板(14)和下板(12)之间设有拉杆(9)，

优选地，拉杆(9)分别上板(14)和下板(12)固连，其中，拉杆(9)通过第一螺栓(10)与下板(12)连接

更优选地，拉杆(9)轴向的长度小于非工作状态时上板(14)和下板(12)之间的距离。

7.根据权利要求4至6之一所述的降噪减震装置，其特征在于，缓冲元件(13)为弹性件，优选为弹簧，更优选为多重组合弹簧。

8.根据权利要求7所述的降噪减震装置，其特征在于，所述弹簧设有四个，优选其对称布置在上板(14)和下板(12)之间。

9.根据权利要求1至8之一所述的降噪减震装置，其特征在于，所述底座(15)底部设有第二减震垫(11)，优选为橡胶防滑垫，更优选将其设于下板(12)下面。

10.一种安装权利要求1至9之一所述的降噪减震装置的方法，其特征在于，

在下板(12)上安装将缓冲元件(13)，并安装第一螺栓(10)；

通过拉杆(9)，将上板(14)与第一螺栓(10)连接，并使上板(14)与缓冲元件(13)连接；

任选在上板(14)放置第一减震垫(8)和/或外罩(17)的下部，通过第二螺栓(16)，将水泵(2)、外罩(17)的下部和/或第一减震垫(8)安装在底座(15)上；

盖上外罩(17)，并使其固定于底座(15)上。